关键词：天然气轻烃；工艺；操作参数；优化
引言
天然气轻烃在回收的时候需要使用冷凝的分离法和吸附方法，因为吸附剂所吸附的烃类气体较少，故这种方法在轻烃回收过程中没有得到充分的运用。通过吸收方法中柴油和石脑油的使用来吸附天然气中的轻烃元素，工作人员要具备较强的处理能力，很容易出现蒸发现象，还会加大资金的投入力度和运行难度。通过冷凝分离方法可以让天然气在不同沸点状态下进行分离，从而有效地降低天然气的温度，通过冷凝处理操作后的气液分离能够获得较多的重烃类天然气凝液。
1膨胀制冷的轻烃分离方法
本文使用的原料气体是30摄氏度9MPa管输天然气，其中的组分和含量大小如表1所示。轻烃分离主要表示为把甲烷与乙烷等较重的组分脱离脱甲烷塔，然后使用大于百分之九十回收率的C2深冷工艺，而具体的温度可以达到 90摄氏度到 100摄氏度。管道天然气本身具有9兆帕的运输压力，并且在膨胀制冷状态下可以让轻烃深冷的分离更加冰冷。轻烃分离技术中的膨胀机与冷箱是重要机器，气流在膨胀机中会出现冷凝现象，并且析出更多的凝液，工作人员要确保整个膨胀机的有序运转，需要不断地延长设备的周期，还要有效地降低出口物流带中的液量体积。冷箱具备高效和绝热保冷性能，它是一种低温的换热装置，能够促进能源的有效使用，而冷能主要结合温度区中的温度和梯级要求，合理地审核好不同温度段的物流换热情况，防治出现高能低用的现象。工作人员可以根据相应的原则划分轻烃分离技术中的系统：原料气净化系统、分离系统、干气压缩系统和产品脱碳系统。具体的工艺流程可以参照图1。原料气在脱硫、脱汞和脱水的操作下可以去除较多的水分和不良物质，变纯的气体到达冷箱之后，原料气体需要在换热器的预冷下到达脱甲烷塔的蒸发器中，经过蒸发器的冷却后再进入主换热器当中，之后在闪蒸罐节流的降压作用下进行有效的分离，而闪蒸液相需要做好进一步的节流降压才可以到达精馏塔；一般来说，气相主要分成两部分，第一，换热或复热之后到达膨胀机进行制冷，之后膨胀的气体到达精馏塔；第二，换热之后冷却降低温度，通过节流阀来节流和降压，之后到达精馏塔的顶部，并且形成一股回流液。之后不再增加其他制冷操作，这样可以确保轻烃的回收效率，还可以降低设备的投资经费，并且促进能量的集成和运用，回收系统中设置为内部的冷能状态，在脱甲烷塔中的下半部分设置再沸器，并且在精馏塔的底部抽出冷流，经过冷箱的复热之后到达精馏塔。脱甲烷塔顶的馏出物流温度在 9摄氏度和到 100摄氏度之间，这也是轻烃分离中的关键性深冷冷源。塔顶物流通过冷箱进行换热之后的温度会变高，然后到达膨胀机的增压端，之后通过增压之后进入到再压缩机内进行升压，并且把天然气送回到输送管网中。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆塔底中获得的天然气凝析液中甲烷含量不多，送往到脱碳装置中还要除去轻烃中的二氧化碳，轻烃要和吸收塔顶中的产品进行换热，然后对其液化，之后可以和再生的MDEA贫液进行换热，并且到达吸收塔内进行脱碳，而富液可以在全新的贫液预热之后重生。脱碳后的轻烃将会被冷却和液化，并且前往到产品罐区内充当工业制乙烯的原材料。
2天然气轻烃回收工艺设计和相关操作参数的优化
2.1二氧化碳的结冰原理
一般来说，天然气本来含有大量的二氧化碳，工作人员在析出二氧化碳的时候需要使用好膨胀机来冷却，因为任何流体都会选择低温运行，这样容易出现二氧化碳冻结的现象，导致制冷装置不能够有效地运作。保持原本的生产系统和压力状况，工艺流程中的低位主要是脱烷塔的顶部，然后是冷箱的内部和膨胀机的出口。二氧化碳的挥发度介于甲烷与乙烷中，而脱甲烷塔的上半部分气相可以看作是CH4-CO2，结合相关的相律知识，二元体系中的存在三相的自由度只可以是1，一旦确定了压力补之后就会确定温度和气相结构。因此工作人员要针对CH4-CO2的体系进行说明和分析，二氧化碳面料在液体中的溶角度大于气体的溶解度，而轻烃回收压力为1兆帕，塔上附近温度降低到-98摄氏度，二氧化碳就会出现冰冻现象。如果轻烃的压力是2扎帕，塔上边压力降低到-93摄氏度，并且出现二氧化碳的冰冻现象，甲烷塔的压力是二氧化碳冰冻的重要参考数据，工作人员还要设立专门的相平衡模型，从而更好地判断甲烷塔上边二氧化碳的冰冻温度。
2.2太牛燃气轻烃分离操作的优化
由于脱甲烷塔的操作压力会影响二氧化碳的结冰现象，而且对原料气膨胀机与干气再压缩机也有一定的而影响，工业中脱甲烷塔的压力值介于0.7到3.2兆帕之间，通过轻烃进行分离可以把塔顶的干气再次加压到输管网中，因此脱甲烷塔不应该使用低操作压力，而是高于轻烃回收率才可以更好地提升干气压缩机的进口压力，并且降低干气再压缩的功能消耗量。可是脱甲烷系统中的冷量需要借助原料气的压力大小，也就是气体膨胀机或者节流阀在降压过程中的冷量。
结语
使用合格的乙烷来生产轻烃，这样能够更好地提高乙烯的回收效率，而且工作人员在具体操作的时候不需要投入太多的费用和资源，高管天然气在运输的而过程中需要承担较大的压力，运用透平的膨胀制冷工艺和分离回收管的技术，并且结合膨胀制冷的方法，这样可以更加充分有效地运用好能量和资源，也可以进一步优化轻烃分离操作中的不同信息和数据，实现较好的节能和降耗效果。
参考文献
[1]卢剑.大庆某天然气处理厂轻烃回收工艺设计及优化[D].东北石油大学,2017.
[2]潘多涛，黄明忠，张学军，等.工业轻烃回收装置的全流程静态仿真模型[J].山东大学学报：工学版，2012，42（3）：57-62.
论文作者:赵俊卿
论文发表刊物:《科学与技术》2019年18期
论文发表时间:2020/4/28
标签：甲烷论文; 天然气论文; 压力论文; 温度论文; 操作论文; 摄氏度论文; 二氧化论文; 《科学与技术》2019年18期论文;